JPS6288260A - プラスチツク電極 - Google Patents
プラスチツク電極Info
- Publication number
- JPS6288260A JPS6288260A JP60226942A JP22694285A JPS6288260A JP S6288260 A JPS6288260 A JP S6288260A JP 60226942 A JP60226942 A JP 60226942A JP 22694285 A JP22694285 A JP 22694285A JP S6288260 A JPS6288260 A JP S6288260A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- bromine
- carbon black
- plastic
- graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ産業上の利用分野
この発明は、二次電池等に用いられる導電性プラスチッ
ク電極の組成と、プラスチック電極の電解液中の活物質
による耐食特性に関するものである。
ク電極の組成と、プラスチック電極の電解液中の活物質
による耐食特性に関するものである。
Ｂ発明の概要
熱可塑性Ｖ！！脂をマトリックスとする導電性プラスチ
ック電極において、導電材として混合するカーボンブラ
ックおよびグラファイトの配合重量比について、電解夜
中の活物質による防食特性を検討し、最適配合量比を決
定した。とくに使用するグラファイトとしては、活物質
の電極材中の透過量特性から粒径４４μｍ以下の天然黒
鉛が良い性能を示したので二次電池等のプラスチック電
極に用いろグラファイト材料として天然黒鉛を使用する
ものである。
ック電極において、導電材として混合するカーボンブラ
ックおよびグラファイトの配合重量比について、電解夜
中の活物質による防食特性を検討し、最適配合量比を決
定した。とくに使用するグラファイトとしては、活物質
の電極材中の透過量特性から粒径４４μｍ以下の天然黒
鉛が良い性能を示したので二次電池等のプラスチック電
極に用いろグラファイト材料として天然黒鉛を使用する
ものである。
Ｃ従来の技術
プラスチック電極を用いた二次電池として、第３図に電
解液循環形の臭素−亜鉛二次電池の基本構成を示した。
解液循環形の臭素−亜鉛二次電池の基本構成を示した。
図中（１）は単セル、（２）は陽極室、（３）は陰極室
、（４）は多孔質から成る隔膜、（５）は陽極、（６）
は陰極、（７）は陽極液、（８）は陰極液、（９）は陽
極液貯槽、（１０）は陰極液貯槽、（１１）および（１
２）はポンプである。
、（４）は多孔質から成る隔膜、（５）は陽極、（６）
は陰極、（７）は陽極液、（８）は陰極液、（９）は陽
極液貯槽、（１０）は陰極液貯槽、（１１）および（１
２）はポンプである。
かかる臭素−亜鉛電池において、陽極（５）および陰極
（６）には、電極板の組成として、耐臭素性のあるポリ
エチレン、テフロンを７トリツクスとして、これに導電
性付与剤として、カーボン、カーボンブラック、グラフ
ァイトの１種または混合したものを添加配合して成るも
のが従来、プラスチック電極として使用されている。
（６）には、電極板の組成として、耐臭素性のあるポリ
エチレン、テフロンを７トリツクスとして、これに導電
性付与剤として、カーボン、カーボンブラック、グラフ
ァイトの１種または混合したものを添加配合して成るも
のが従来、プラスチック電極として使用されている。
Ｄ発明が解決しようとする問題点
上記のようなプラスチック電極は、臭素−亜鉛電池のよ
うな二次電池の電極として長期間の使用結果から、下記
のような問題点が指摘されろ。
うな二次電池の電極として長期間の使用結果から、下記
のような問題点が指摘されろ。
（イ）とくに、バイポーラ形の電極として使う場合、電
解液中の活物質（とくに臭素）が、長時間にわた）Ｊ極
を通して一方か゛ら他方へ拡散浸透したため、自己放電
をおこして、電池電極としての機能が失われた。
解液中の活物質（とくに臭素）が、長時間にわた）Ｊ極
を通して一方か゛ら他方へ拡散浸透したため、自己放電
をおこして、電池電極としての機能が失われた。
（ロ）プラスチック電極自体が、上記活物質の電極内部
への拡散によって劣化し、その結果、機械的な強度特性
に影響し、電極強度の低下をきたした。
への拡散によって劣化し、その結果、機械的な強度特性
に影響し、電極強度の低下をきたした。
（ハ）バイポーラ形電池を直列に組んで使用した場合、
集電体としての端板に取り付けられた金属ネットが、拡
散してきた上記活物質によって腐食した。
集電体としての端板に取り付けられた金属ネットが、拡
散してきた上記活物質によって腐食した。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、活物質に対する耐食性のよいプラスチッ
ク電極を提供することを目的とする。
たものであり、活物質に対する耐食性のよいプラスチッ
ク電極を提供することを目的とする。
Ｅ問題点を解決するための手段
この発明に係るプラスチック電極は、高密度の熱可塑性
樹脂をマトリックスとしてこのマトリックスにカーボン
ブラック、グラファイトほか各種添加物を加熱混練して
成る電極ζこおし）て、プラスチックに対するカーボン
ブラックおよびグラファイトの配合重量比を１００１５
０〜１００．１０とし、力）つカーボンブラックに対す
るグラファイトの重量配分比を１００１９０〜１００・
１０００とする電極材をシート又（よ板状して成形した
ものであり、さらに使用するグラファイトとじては＃３
２５メツシュアンダーの天然黒鉛を採用したものである
。
樹脂をマトリックスとしてこのマトリックスにカーボン
ブラック、グラファイトほか各種添加物を加熱混練して
成る電極ζこおし）て、プラスチックに対するカーボン
ブラックおよびグラファイトの配合重量比を１００１５
０〜１００．１０とし、力）つカーボンブラックに対す
るグラファイトの重量配分比を１００１９０〜１００・
１０００とする電極材をシート又（よ板状して成形した
ものであり、さらに使用するグラファイトとじては＃３
２５メツシュアンダーの天然黒鉛を採用したものである
。
Ｆ作用
この発明においては、プラスチック電極の導電性付与剤
として純度の高い天然黒鉛であるグラファイト量をカー
ボンブラックの量より大きい配合としたものを材料とし
て電極を形成したため、電極の臭素透過量が減少し、と
くに活物質の電極への拡散特性が改善されろ。
として純度の高い天然黒鉛であるグラファイト量をカー
ボンブラックの量より大きい配合としたものを材料とし
て電極を形成したため、電極の臭素透過量が減少し、と
くに活物質の電極への拡散特性が改善されろ。
Ｇ実施例
以下、本発明の一実施例を示すが、本発明はこれに限定
されるものではない。
されるものではない。
実施例１および比較例１；
臭素透過量は、７トリツクスすなわちプラスチックに同
重量添加の場合、カーボンブラックの方がグラファイト
よりも大きいことが実験結果より判明しているので、従
来の配合比よりカーボンブラックの量を減らし、その分
だけグラファイトを増量した。使用したグラファイトは
、平均粒径４０μｍの天然黒鉛（純度９９．９％ｌ＃３
２５メツシュアンダー（東海カーボン製２粒径４４μｍ
以下）である。
重量添加の場合、カーボンブラックの方がグラファイト
よりも大きいことが実験結果より判明しているので、従
来の配合比よりカーボンブラックの量を減らし、その分
だけグラファイトを増量した。使用したグラファイトは
、平均粒径４０μｍの天然黒鉛（純度９９．９％ｌ＃３
２５メツシュアンダー（東海カーボン製２粒径４４μｍ
以下）である。
実施例１；
プラスチックは、密度０．９６３ｇ ｌｃｄ、Ｍ Ｆ
Ｒ（フローインデックス） ５．３ｇ７１０ｍ１ｎの高
密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）であり、該プラスチック
１００重量部に対して、前記カーボンブラック（ケッチ
ェンブラックＥＣ，ライオンーアクゾ製）２２重置部、
前記＃３２５メツシュアンダー天然黒鉛１００重量部を
加え、加圧ニーダで混合した後、後述する条件でプレス
にてシー１−成形した。
Ｒ（フローインデックス） ５．３ｇ７１０ｍ１ｎの高
密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）であり、該プラスチック
１００重量部に対して、前記カーボンブラック（ケッチ
ェンブラックＥＣ，ライオンーアクゾ製）２２重置部、
前記＃３２５メツシュアンダー天然黒鉛１００重量部を
加え、加圧ニーダで混合した後、後述する条件でプレス
にてシー１−成形した。
比較例１；
実施例１に示した天然黒鉛＃３２５メツシュアンダー（
粒径４４μｍＱ下）を同一重量部の＃２００メツシュア
ンダー（粒径７４μｍ以下）の同種天然黒鉛（東海カー
ボン製）に置換えただけの電極用シートである。
粒径４４μｍＱ下）を同一重量部の＃２００メツシュア
ンダー（粒径７４μｍ以下）の同種天然黒鉛（東海カー
ボン製）に置換えただけの電極用シートである。
上記のシート成形条件は、上記のような混合材料を１８
０℃に設定した加圧ニーダで、 ６０ ｒ、ｐ、ｍの回
転速度で３分間、次いで９０ ｒ、ｐ、ｍで１２分間混
練した後、加熱プレスにはさみ１５０〜１７０℃で５分
間余熱した後、１００ｋｇ ／ ｃｄ −Ｇに加圧して
５分間プレスを行い、１ａＩ厚のシートを成形したもの
である。
０℃に設定した加圧ニーダで、 ６０ ｒ、ｐ、ｍの回
転速度で３分間、次いで９０ ｒ、ｐ、ｍで１２分間混
練した後、加熱プレスにはさみ１５０〜１７０℃で５分
間余熱した後、１００ｋｇ ／ ｃｄ −Ｇに加圧して
５分間プレスを行い、１ａＩ厚のシートを成形したもの
である。
以上のように成形された実施例１および比較例１の電極
用シートを第２図に示す臭素透過量測定装置を用いて、
臭素の透過量を測定した。第２図において、（Ａ）は臭
素透過量測定装置の全体構成の説明図であり、図の中央
部に、試料としての直径３５閣Φの実施例および比較例
のシートを取付け、これを隔膜とし、これを両側からは
さむ図に示すような左右のパイプ容器に、臭素−亜鉛電
池の正極用および負極用の電解液をそれぞれ等量２５−
っづ満たし、試料に対して電解液の接する径２０閤Φの
シート膜を通して拡散する臭素Ｂｒｌの透過量を測定し
た。すなわち、左側のパイプ容器（斜線部）には正極用
電解液と同様なＺｎＢｒ＊ ３ｍ ｏｌ／Ｉ ＋Ｂｒｔ
３ａ＋ｏｌ／ｊの混合液を２５−１右側パイプ容器に
は負極用電解液と同様なＺｎＢｒｔ３＋ａ◎１／ｌの電
解液を２５ｍｊ採り入れ、全体を４０℃の雰囲気中で、
最大約２５０時間までの範囲で、左側から右側へ、シー
ト膜を通して拡散移動するＢｒ２の量を測定するもので
ある。第２図（Ｂ）に試料（１３）すなわち電極用レー
トの取付は固定法を示したが、隔膜部はとくに気密性を
保ち、かつ臭素や電解液に対して不活性な材料を用い、
図のようにガラス（１４）、ゴムパツキン（１５）およ
びグリース（１６）でシート膜と左右のパイプをシート
し、（Ａ）に示すように、ガラス部を金属板とネジで抑
圧・固定しである。
用シートを第２図に示す臭素透過量測定装置を用いて、
臭素の透過量を測定した。第２図において、（Ａ）は臭
素透過量測定装置の全体構成の説明図であり、図の中央
部に、試料としての直径３５閣Φの実施例および比較例
のシートを取付け、これを隔膜とし、これを両側からは
さむ図に示すような左右のパイプ容器に、臭素−亜鉛電
池の正極用および負極用の電解液をそれぞれ等量２５−
っづ満たし、試料に対して電解液の接する径２０閤Φの
シート膜を通して拡散する臭素Ｂｒｌの透過量を測定し
た。すなわち、左側のパイプ容器（斜線部）には正極用
電解液と同様なＺｎＢｒ＊ ３ｍ ｏｌ／Ｉ ＋Ｂｒｔ
３ａ＋ｏｌ／ｊの混合液を２５−１右側パイプ容器に
は負極用電解液と同様なＺｎＢｒｔ３＋ａ◎１／ｌの電
解液を２５ｍｊ採り入れ、全体を４０℃の雰囲気中で、
最大約２５０時間までの範囲で、左側から右側へ、シー
ト膜を通して拡散移動するＢｒ２の量を測定するもので
ある。第２図（Ｂ）に試料（１３）すなわち電極用レー
トの取付は固定法を示したが、隔膜部はとくに気密性を
保ち、かつ臭素や電解液に対して不活性な材料を用い、
図のようにガラス（１４）、ゴムパツキン（１５）およ
びグリース（１６）でシート膜と左右のパイプをシート
し、（Ａ）に示すように、ガラス部を金属板とネジで抑
圧・固定しである。
以上の臭素透過量測定装置を用いて第１図に実施例１お
よび比較例１の試料について、臭素−亜鉛電池の活物質
である臭素Ｂｒ２の透過量を測定した結果を示す。図に
おいて、実施例１の臭素透過量は、比較例１の臭素透過
量と比較して約１７６であることが示されている。
よび比較例１の試料について、臭素−亜鉛電池の活物質
である臭素Ｂｒ２の透過量を測定した結果を示す。図に
おいて、実施例１の臭素透過量は、比較例１の臭素透過
量と比較して約１７６であることが示されている。
このほか、実施例に基づいて作った電極を用いて、海水
から臭素を製造する時の電極として使用した場合、電極
としての寿命を従来のプラスチック電極と比較すると下
記のように長寿命となる効果がある。
から臭素を製造する時の電極として使用した場合、電極
としての寿命を従来のプラスチック電極と比較すると下
記のように長寿命となる効果がある。
（試料） （寿命）
比較例１の電極 ３０００時間
実施例１の電極 ８０００時間
なお、この電極を使用する電池として、臭素−亜鉛電池
の例を示したが、この他にも塩素−亜鉛電池と、さらに
一般的に導電性プラスチック電極を使用する全ての！極
に適用されることは言うまでもない。
の例を示したが、この他にも塩素−亜鉛電池と、さらに
一般的に導電性プラスチック電極を使用する全ての！極
に適用されることは言うまでもない。
Ｈ発明の効果
この発明は以上説明した通り、臭素の拡散特性は従来の
プラスチックｍ掻（ポリエチレンにカーボンブラック等
を混練したもの）に比べて格段の性能向上を示した。ま
た、とくに同一原料すなわち同種の天然黒鉛についても
、粒度の小さい天然黒鉛を使用したプラスチック電極の
方がよい特性をもっことが発明の効果としてあげられる
。
プラスチックｍ掻（ポリエチレンにカーボンブラック等
を混練したもの）に比べて格段の性能向上を示した。ま
た、とくに同一原料すなわち同種の天然黒鉛についても
、粒度の小さい天然黒鉛を使用したプラスチック電極の
方がよい特性をもっことが発明の効果としてあげられる
。
第１図はこの発明の一実施例および一比較例との臭素透
過量を比較した測定結果図、第２図はこの発明の効果を
試験するためのプラスチック電極用シートの臭素透過量
測定装置の説明図、第３図は臭素−亜鉛電池の基本構成
説明図である。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 時間（ｈ） 第２図 （Ａ）
過量を比較した測定結果図、第２図はこの発明の効果を
試験するためのプラスチック電極用シートの臭素透過量
測定装置の説明図、第３図は臭素−亜鉛電池の基本構成
説明図である。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第１図 時間（ｈ） 第２図 （Ａ）
Claims (2)
- （１）熱可塑性樹脂をマトリックスとし、これにカーボ
ンブラック、グラファイトほか各種添加物を混練し、こ
れをシート又は板状に成形してなる電極において、上記
熱可塑性樹脂に対する前記カーボンブラックおよびグラ
ファイトの重量に基づく配合量を１００：１５０〜１０
０：１０とし、かつ前記カーボンブラックに対する前記
グラファイトの重量に基づく配合量を１００：１９０〜
１００：１０００とすることを特徴とするプラスチック
電極。 - （２）前記グラファイトの混練配合において、使用する
グラファイトは＃３２５メッシュアンダの天然黒鉛であ
る特許請求の範囲第１項に記載のプラスチック電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60226942A JPS6288260A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | プラスチツク電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60226942A JPS6288260A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | プラスチツク電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288260A true JPS6288260A (ja) | 1987-04-22 |
Family
ID=16853024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60226942A Pending JPS6288260A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | プラスチツク電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6288260A (ja) |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60226942A patent/JPS6288260A/ja active Pending
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